KR20110053582A - 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조를 개시한다. 상기 연소기의 냉각구조는 외부로부터 공기를 공급받아 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기의 출구측에 배치되어 상기 연소기로부터 공급되는 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배출가스를 발생시키는 연소기 라이너를 포함하는 가스터빈 엔진에 있어서, 상기 연소기(1)에 제공되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 상부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(30a)와, 상기 흡입구(30a)와 연통되고 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부에 형성되는 복수의 배출공(30b)을 포함하는 제1 공기냉각채널(30)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 연소기의 적어도 일부분이 과열되는 것을 방지함과 아울러, 상기 연소기의 연소효율을 최대한 유지시킬 수 있게 한다.
가스터빈, 엔진, 연소기, 냉각구조

Description

가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조{Cooling structure of a combustor for a gas turbine engine}
본 발명은 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조에 관한 것으로, 특히 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스로 이루어진 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배기가스를 발생시키는 연소기를 상기 압축기로부터 공급되는 공기 중의 일부를 이용하여 냉각시킬 수 있게 하는 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조에 관한 것이다.
일반적으로, 가스터빈 엔진은 일종의 회전식 내연기관으로서, 외부로부터 공기를 공급받아 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기로부터 공급되는 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배출가스를 발생시키는 연소기 라이너와, 상기 연소기 라이너로부터 배출되는 고압의 배출가스에 의해 회전되는 터빈을 포함한다.
또한, 상기 터빈은 가스터빈 엔진식 발전기의 경우 발전기의 입력축과 연결되어 발전기에 발전동력을 제공하고, 제트엔진식 비행기의 경우 제트노즐과 결합되 어 상기 제트노즐을 통해 고압의 배출가스를 고속으로 분출시켜 비행기에 추력을 발생시킨다. 상기 압축기는 상기 터빈의 전체 회전동력 중의 일부에 의해 가동되며, 이에 의해 외부로부터 유입되는 공기를 고압으로 압축시킨다.
그러나, 종래 기술에 따른 가스터빈 엔진의 연소기는 상기 연소기를 오랜 동안 가동할 경우 혼합가스를 연소시킬 시 발생되는 고온고압의 배기가스에 의해 상기 연소기의 출구부분이 집중적으로 가열되어 열화되거나 심한 경우 균열을 일으키는 문제가 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연소기의 적어도 일부분이 과열되는 것을 방지함과 아울러, 상기 연소기의 연소효율을 최대한 유지시킬 수 있게 하는 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 외부로부터 공기를 공급받아 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기의 출구측에 배치되어 상기 연소기로부터 공급되는 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배출가스를 발생시키는 연소기 라이너를 포함하는 가스터빈 엔진에 있어서, 상기 연소기에 제공되는 것으로서, 상기 연소기의 상부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구와, 상기 흡입구와 연통되고 상기 연소기의 최하단 중앙부에 형성되는 복수의 배출공을 포함하는 제1 공기냉각채널을 포함하는 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조를 제공한다.
또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 상기 연소기의 일측부에 제공되는 것으로서, 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 연소기로 안내하는 부포트와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기 및 상기 부포트로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기의 연소기 라이너 내로 안내하는 부연료공급채널을 포함하는 부연료공급부; 및 상기 연소기의 타측부에 제공되는 것으로서, 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 연소기로 안내하는 주포트와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기 및 상기 주포트로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기의 연소기 라이너 내로 안내하는 주연료공급채널을 갖는 주연료공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 부연료공급부는 혼합가스의 재순환이 발달하게 하여 화염안정성을 높일 수 있도록 화염안정화부를 더 포함하며, 상기 화염안정화부는 상기 부연료공급채널의 선단부에서 상기 연소기의 연소기 라이너측으로 뻗는 일정구간 내에 위치하며, 상기 구간의 길이를 따라 개구도(opening level)가 증대되고 곡면 형태로 경사진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 상기 부연료공급채널과 상기 주연료공급채널 사이의 영역에 배치되는 것으로서, 상기 연소기의 중간측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구와, 상기 흡입구와 연통되고 상기 화염안정화부의 외측벽 하단의 원주를 따라 제공되는 복수의 배출공을 포함하는 제2 공기냉각채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입구와 상기 배출공 사이의 영역에는 일부분이 상기 화염안정화부의 외면에 대해 유격을 갖도록 배치되고 복수의 통기공을 갖는 매개부재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 상기 주연료공급채널의 외측에 배치되는 것으로서, 상기 연소기의 하부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구와, 상기 흡입구와 연통되고 상기 연소기의 하부 외측부에 형성되는 복수의 배출공을 포함하는 제3 공기냉각채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 연소기의 하부 외측부는 상기 제3 공기냉각채널의 각 배출공으로부터 분출되는 냉각용 공기를 상기 연소기의 반경방향 외측으로 유도할 수 있도록 상기 전체 배출공과 마주하는 가이드판부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 연소기에 과열을 방지하는 적어도 하나의 공기공급채널을 제공하여, 연소기의 적어도 일부분이 과열되는 것을 방지함과 아울러, 상기 연소기의 연 소효율을 최대한 유지시킬 수 있게 한다.
이하, 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조의 각 실시예들을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조를 보여주는 개략 종단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조에 제공되는 각 공기냉각채널의 공기흐름과 각 연료공급채널을 보여주는 개략 단면 사시도이다.
통상적으로, 가스터빈 엔진은 외부로부터 공기를 공급받아 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기의 출구측에 배치되어 상기 연소기로부터 공급되는 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배출가스를 발생시키는 연소기 라이너를 포함하는 형태로 이루어진다.
본 발명은 앞서 종래 기술의 문제점에서 언급한 바와 같이, 위와 같은 가스터빈 엔진의 연소기가 종래에 겪었던 문제점을 해소하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조는 아래와 같은 실시예의 연소기(1)를 포함하는 형태로 이루어진다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 연소기(1)에 제공되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 상부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(30a)와, 상기 흡입구(30a)와 연통되고 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부 에 형성되는 복수의 배출공(30b)을 포함하는 제1 공기냉각채널(30)을 포함한다.
위와 같은 연소기의 냉각구조는 상기 연소기(1)를 오랜 동안 작동시키더라도 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부가 상기 제1 공기냉각채널(30)의 복수의 배출공(30b)을 통해 분출되는 냉각용 공기에 의해 일정온도 이하로 관리될 수 있게 됨으로써 상기 연소기(1)의 최하단부가 연소열에 의해 집중적으로 가열되는 것을 미리 방지할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조는 전술한 바와 같은 기본구성에 다음의 구체적인 실시예들로 더 한정되는 형태로 이루어질 수 있다.
일실시예로, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 상기 연소기(1)의 일측부에 제공되는 부연료공급부(4)와, 상기 연소기(1)의 타측부에 제공되는 주연료공급부(8)를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다. 상기 부연료공급부(4)와 상기 주연료공급부(8)는 이해의 편의를 위해 기능단위별로 나누어 표현한 것으로서, 이들은 서로 독립적으로 구성되어 상호결합되는 구조 또는 일부분을 서로 공유하는 형태로 상호결합되는 구조로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 부연료공급부(4)는 상기 연료탱크(미도시)로부터 공급되는 연료가스를 연소기(1)로 안내하는 부포트(2)와, 상기 압축기(미도시)로부터 공급되는 고압의 공기 및 상기 부포트(2)로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기(1)의 연소기 라이너(미도시) 내로 안내하는 부연료공급채널(3)을 포함한다.
상기 주연료공급부(8)는 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 연소 기(1)로 안내하는 주포트(6)와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기 및 상기 주포트(6)로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기(1)의 연소기 라이너 내로 안내하는 주연료공급채널(7)을 포함한다.
위와 같은 구성의 연소기(1)는 연소기의 시동시 상기 부연료공급부(4)의 부포트(2)를 개방하여 상기 부연료공급채널(3)을 통해 상기 연소기(1)의 연소기 라이너로 혼합가스를 공급할 수 있게 함으로써, 상기 연소기 라이너의 일측에 구비된 점화장치(미도시)를 통해 혼합가스를 점화시켜 상기 연소기(1)를 시동시킬 수 있게 한다. 이때, 상기 부포트(2)로부터 부연료공급채널(3)을 통해 상기 연소기 라이너로 유입되는 혼합가스는 상기 연소기(1)의 시동이 잘 이루어질 수 있도록 상대적으로 짙은 농도로 공급된다.
또한, 위와 같은 연소기(1)는 연소기(1)의 시동이 완료되면, 상기 부연료공급부(4)의 부포트(2)를 연소조건에 따라 폐쇄 또는 개방하고 상기 주연료공급부(8)의 주포트(6)를 개방하여 상기 주연료공급채널(7)을 통해 상기 연소기(1)의 연소기 라이너로 혼합가스를 공급할 수 있게 함으로써, 상기 연소기(1)의 정상적인 작동을 가능하게 한다. 이때, 상기 주포트(6)로부터 주연료공급채널(7)을 통해 상기 연소기 라이너로 유입되는 혼합가스는 상기 연소기(1)의 시동시 상기 부연료공급채널(3)을 통해 공급되는 혼합가스의 농도 보다 상대적으로 엷게 공급된다.
상기 부포트(2)와 상기 주포트(6)는 상기 연소기(1)의 비작동시 폐쇄상태에 있다. 상기 부포트(2)와 상기 주포트(6)는 상기 연소기(1)의 작동조건에 따라 각각 개방되거나 폐쇄된다.
일실시예로, 상기 부연료공급부(4)는 혼합가스의 재순환이 발달하게 하여 화염안정성을 높일 수 있도록 화염안정화부(12)를 더 포함한다. 상기 화염안정화부(12)는 상기 부연료공급채널(3)의 선단부에서 상기 연소기(1)의 연소기 라이너측으로 뻗는 일정구간 내에 위치하며, 상기 구간의 길이를 따라 개구도가 증대되고 곡면 형태로 경사진 구조로 이루어진다. 이러한 화염안정화부(12)는 예혼합 방식으로 가동되는 연소기(1)에서 종래에 흔히 겪어왔던 화염꺼짐 현상을 방지할 수 있게 한다.
일실시예로, 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조는 상기 부연료공급채널(3)과 상기 주연료공급채널(7) 사이의 영역에 배치되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 중간측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(31a)와, 상기 흡입구(31a)와 연통되고 상기 화염안정화부(12)의 외측벽 하단의 원주를 따라 제공되는 복수의 배출공(31b)을 포함하는 제2 공기냉각채널(31)을 더 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
위와 같은 연소기의 냉각구조는 상기 연소기(1)를 오랜 동안 작동시키더라도 상기 연소기(1)의 화염안정화부(12)가 상기 제2 공기냉각채널(31)의 복수의 배출공(31b)을 통해 분출되는 냉각용 공기에 의해 일정온도 이하로 관리될 수 있게 됨으로써 상기 연소기(1)의 화염안정화부(12)가 연소열에 의해 집중적으로 가열되는 것을 미리 방지할 수 있게 한다.
일실시예로, 상기 연소기 구조에서 상기 흡입구(31a)와 상기 배출공(31b) 사이의 영역에는 일부분이 상기 화염안정화부(12)의 외면에 대해 유격을 갖도록 배치 되고 복수의 통기공(32a)을 갖는 매개부재(32)가 더 구비된 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 매개부재 구조는 상기 매개부재(32)에 제공되는 통기공(32a)의 개수 및/또는 크기에 따라 상기 흡입구(31a)로부터 상기 복수의 배출공(31b)으로 배출되는 냉각용 공기의 진행속도를 적절히 조절할 수 있게 한다.
일실시예로, 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조는 상기 주연료공급채널(7)의 외측에 배치되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 하부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(33a)와, 상기 흡입구(33a)와 연통되고 상기 연소기(1)의 하부 외측부에 형성되는 복수의 배출공(33b)을 포함하는 제3 공기냉각채널(33)을 더 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
위와 같은 연소기의 냉각구조는 상기 연소기(1)를 오랜 동안 작동시키더라도 상기 연소기(1)의 하부 외측부가 상기 제3 공기냉각채널(33)의 복수의 배출공(33b)을 통해 분출되는 냉각용 공기에 의해 일정온도 이하로 관리될 수 있게 됨으로써 상기 연소기(1)의 하부 외측부가 연소열에 의해 집중적으로 가열되는 것을 미리 방지할 수 있게 한다.
일실시예로, 상기 연소기(1)의 하부 외측부는 상기 제3 공기냉각채널(33)의 각 배출공(33b)으로부터 분출되는 냉각용 공기를 상기 연소기(1)의 반경방향 외측으로 유도할 수 있도록 상기 전체 배출공(33b)과 마주하는 가이드판부(34)를 더 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 가이드판부 구조는 상기 복수의 배출공(33b)을 통해 외부로 배출되는 냉각용 공기를 상기 연소기(1)의 하부 외측부로 확산시킬 수 있게 함으로써 상기 연소기(1)의 하부를 일정 온도이하로 관리할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조는 전술한 바와 같은 실시예들 외에도 아래와 같은 실시예들을 더 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
일실시예로, 상기 부연료공급부(4)는 상기 부연료공급채널(3)이 통과하고 상기 연소기(1)의 가상의 반경방향 축선에 대해 일정각도로 경사진 복수의 베인(10)을 포함한다. 상기 각 베인(10)은 상기 부포트(2)로부터 공급되는 연료가스를 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 혼합시킬 수 있게 하는 적어도 하나의 연료노즐(10a)을 갖는다.
일실시예로, 상기 주연료공급부(8)는 상기 주연료공급채널(7)이 통과하고 상기 연소기(1)의 가상의 반경방향 축선에 대해 일정각도로 경사진 복수의 베인(11)을 포함한다. 상기 각 베인(11)은 상기 주포트(6)로부터 공급되는 연료가스를 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 혼합시킬 수 있게 하는 적어도 하나의 연료노즐(11a)을 갖는다.
일실시예로, 상기 부연료공급부(4)의 각 베인(10)은 상기 부연료공급채널(3)과는 별개로 상기 연소기(1)의 주포트(6)로부터 상기 연소기(1)의 연소기 라이너로 혼합가스를 안내하는 주연료공급채널(7)이 더 통과하는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 부연료공급부(4)의 각 베인(10)에 상기 주연료공급채널(7)을 통과시키는 구조는 상기 연소기(1)의 구조를 보다 콤팩트하게 제작할 수 있게 한다.
일실시예로, 상기 부포트(2)에는 상기 부포트의 개폐를 전기적으로 제어 가능하게 하는 부포트 개폐수단(미도시)이 제공되고, 상기 주포트(6)에는 상기 주포트의 개폐를 전기적으로 제어 가능하게 하는 주포트 개폐수단(미도시)이 제공된다. 또한, 상기 연소기 라이너의 일측에는 상기 연소기 라이너의 온도가 일정치 이상이면 출력신호를 발생시키는 온도센서(미도시)가 제공된다. 상기 부포트 개폐수단, 상기 주포트 개폐수단 및 상기 온도센서는 각각 상기 연소기(1)를 제어하는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결된다.
위와 같은 부포트 및 주포트 개폐수단-온도센서-제어부 구조는 상기 연소기(1)의 시동시 상기 부포트(2)만을 이용하여 연소기(1)를 용이하게 시동시킬 수 있게 하고, 상기 연소기(1)의 정상 작동시 상기 주포트(6)만을 이용하여 상기 연소기(1)를 작동시킬 수 있게 한다. 또한 위와 같은 부포트 및 주포트 개폐수단-온도센서-제어부 구조는 상기 연소기(1)에 부하가 크게 걸릴 시 상기 주포트(6)와 상기 부포트(2) 모두를 이용하여 상기 연소기(1)를 작동시킬 수 있게 한다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조의 작동을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
연소기(1)를 가동시키면, 압축기(미도시)로부터 공급되는 고압의 공기 중의 일부가 상기 연소기(1)의 제1 공기냉각채널(30)의 흡입구(30a)를 통해 유입되어 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부의 복수의 배출공(30b)의 밖으로 배출될 수 있게 된다. 이때, 상기 복수의 배출공(30b)의 밖으로 배출되는 공기는 연소기 라이너(미도 시)측으로 배출되면서 혼합가스와 혼합되어 상기 혼합가스와 함께 연소된다.
그러면, 상기 연소기(1)의 오랜 작동으로 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부가 집중적으로 가열되더라도, 상기 제1 공기냉각채널(30)을 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부를 일정온도 이하로 냉각시킬 수 있게 됨으로써, 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부의 과열을 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 연소기(1)에 제2 공기냉각채널(31)이 더 제공된 경우, 압축기(미도시)로부터 공급되는 고압의 공기 중의 일부가 상기 연소기(1)의 제2 공기냉각채널(31)의 흡입구(31a)를 통해 유입되어 상기 연소기(1)의 하부측 화염안정화부(12)의 외측벽 하단의 복수의 배출공(31b)의 밖으로 배출될 수 있게 된다. 이때, 상기 복수의 배출공(31b)의 밖으로 배출되는 공기는 연소기 라이너(미도시)측으로 배출되면서 혼합가스와 혼합되어 상기 혼합가스와 함께 연소된다.
그러면, 상기 연소기(1)의 오랜 작동으로 상기 연소기(1)의 화염안정화부(12)가 집중적으로 가열되더라도, 상기 제2 공기냉각채널(31)을 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 연소기(1)의 화염안정화부(12)를 일정온도 이하로 냉각시킬 수 있게 됨으로써, 상기 연소기(1)의 화염안정화부(12)의 과열을 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 연소기(1)에 제3 공기공급채널(33)이 더 제공된 경우, 압축기(미도시)로부터 공급되는 고압의 공기 중의 일부가 상기 연소기(1)의 제3 공기냉각채널(33)의 흡입구(33a)를 통해 유입되어 상기 연소기(1)의 하부 외측부의 복수의 배출공(33b)의 밖으로 배출될 수 있게 된다. 이때, 상기 복수의 배출공(33b)의 밖으 로 배출되는 공기는 연소기 라이너(미도시)측으로 배출되면서 혼합가스와 혼합되어 상기 혼합가스와 함께 연소된다.
그러면, 상기 연소기(1)의 오랜 작동으로 상기 연소기(1)의 하부 외측부가 집중적으로 가열되더라도, 상기 제3 공기냉각채널(33)을 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 연소기(1)의 하부 외측부를 냉각시킬 수 있게 됨으로써, 상기 연소기(1)의 하부 외측부의 과열을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 개략 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조를 보여주는 개략 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조에 제공되는 각 공기냉각채널의 공기흐름과 각 연료공급채널을 보여주는 개략 단면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 가스터빈 엔진용 연소기, 상기 연소기의 출구측에 배치되는 연소기 라이너 및 상기 연소기의 작동상태를 보여주는 개략 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 연소기 2: 부포트
3: 부연료공급채널 4: 부연료공급부
6: 주포트 7: 주연료공급채널
8: 주연료공급부 12: 화염안정화부
30: 제1 공기냉각채널 31: 제2 공기냉각채널
32a: 통기공 32: 매개부재
33: 제3 공기냉각채널 30a,31a,33a: 흡입구
30b,31b,33b: 배출공 34: 가이드판부

Claims (7)

  1. 외부로부터 공기를 공급받아 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기와 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 혼합하여 혼합가스를 발생시키는 연소기와, 상기 연소기의 출구측에 배치되어 상기 연소기로부터 공급되는 혼합가스를 연소시켜 고온고압의 배출가스를 발생시키는 연소기 라이너를 포함하는 가스터빈 엔진에 있어서, 상기 연소기(1)에 제공되는 것으로서,
    상기 연소기(1)의 상부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(30a)와, 상기 흡입구(30a)와 연통되고 상기 연소기(1)의 최하단 중앙부에 형성되는 복수의 배출공(30b)을 포함하는 제1 공기냉각채널(30)을 포함하는 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연소기(1)의 일측부에 제공되는 것으로서, 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 연소기(1)로 안내하는 부포트(2)와, 상기 압축기로부터 공급되는 고압의 공기 및 상기 부포트(2)로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기(1)의 연소기 라이너 내로 안내하는 부연료공급채널(3)을 포함하는 부연료공급부(4); 및
    상기 연소기(1)의 타측부에 제공되는 것으로서, 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스를 연소기(1)로 안내하는 주포트(6)와, 상기 압축기로부터 공급되는 고 압의 공기 및 상기 주포트(6)로부터 공급되는 연료가스와 혼합되어 이루어진 혼합가스를 상기 연소기(1)의 연소기 라이너 내로 안내하는 주연료공급채널(7)을 갖는 주연료공급부(8);을 포함하는 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부연료공급부(4)는 혼합가스의 재순환이 발달하게 하여 화염안정성을 높일 수 있도록 화염안정화부(12)를 더 포함하며, 상기 화염안정화부(12)는 상기 부연료공급채널(3)의 선단부에서 상기 연소기(1)의 연소기 라이너측으로 뻗는 일정구간 내에 위치하며, 상기 구간의 길이를 따라 개구도가 증대되고 곡면 형태로 경사진 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부연료공급채널(3)과 상기 주연료공급채널(7) 사이의 영역에 배치되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 중간측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(31a)와, 상기 흡입구(31a)와 연통되고 상기 화염안정화부(12)의 외측벽 하단의 원주를 따라 제공되는 복수의 배출공(31b)을 포함하는 제2 공기냉각채널(31)을 더 포함하는 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡입구(31a)와 상기 배출공(31b) 사이의 영역에는 일부분이 상기 화염 안정화부(12)의 외면에 대해 유격을 갖도록 배치되고 복수의 통기공(32a)을 갖는 매개부재(32)가 더 구비된 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 주연료공급채널(7)의 외측에 배치되는 것으로서, 상기 연소기(1)의 하부측부에 형성된 적어도 하나의 흡입구(33a)와, 상기 흡입구(33a)와 연통되고 상기 연소기(1)의 하부 외측부에 형성되는 복수의 배출공(33b)을 포함하는 제3 공기냉각채널(33)을 더 포함하는 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연소기(1)의 하부 외측부는 상기 제3 공기냉각채널(33)의 각 배출공(33b)으로부터 분출되는 냉각용 공기를 상기 연소기(1)의 반경방향 외측으로 유도할 수 있도록 상기 전체 배출공(33b)과 마주하는 가이드판부(34)를 더 포함하는 것인 가스터빈 엔진용 연소기의 냉각구조.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105371303A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 通用电气公司 燃烧器罩盖组件及对应的燃烧器和燃气涡轮机
WO2017010627A1 (ko) * 2015-07-14 2017-01-19 두산중공업 주식회사 외부 케이싱으로 우회하는 냉각공기 공급유로가 마련된 냉각시스템을 포함하는 가스터빈

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408825A (en) * 1993-12-03 1995-04-25 Westinghouse Electric Corporation Dual fuel gas turbine combustor
JP2950720B2 (ja) * 1994-02-24 1999-09-20 株式会社東芝 ガスタービン燃焼装置およびその燃焼制御方法
US5983642A (en) * 1997-10-13 1999-11-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Combustor with two stage primary fuel tube with concentric members and flow regulating
KR100254274B1 (ko) * 1997-12-26 2000-05-01 유무성 가스터빈의 연소기

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105371303A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 通用电气公司 燃烧器罩盖组件及对应的燃烧器和燃气涡轮机
CN105371303B (zh) * 2014-08-19 2020-10-27 通用电气公司 燃烧器罩盖组件及对应的燃烧器和燃气涡轮机
WO2017010627A1 (ko) * 2015-07-14 2017-01-19 두산중공업 주식회사 외부 케이싱으로 우회하는 냉각공기 공급유로가 마련된 냉각시스템을 포함하는 가스터빈
US10598021B2 (en) 2015-07-14 2020-03-24 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Gas turbine compressing cooling system provided with cooling air supply paths around outer casing

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